Hyundai Motor Group utiliza la IA para reducir el proceso de optimización de parámetros de 1 semana a 15 minutos

Producto: Simcenter
Industria:
Automotriz

Cambio a la izquierda impulsado por la IA
En el proceso de desarrollo de vehículos, es ventajoso para las empresas desplazarse a la izquierda en el ciclo V tanto como sea posible. Al evitar los cambios de diseño en las últimas fases, los equipos de ingeniería pueden conseguir importantes ahorros de tiempo y costes y ayudar a que los productos lleguen antes al mercado.

La inteligencia artificial (IA) es una herramienta cada vez más popular que permite a los equipos de ingeniería desplazarse hacia la izquierda. Por ejemplo, los ingenieros pueden entrenar redes neuronales para que busquen entre enormes cantidades de datos y modelos de simulación y ayuden a identificar la configuración ideal de un vehículo o componente.

Impulsado por la IA, el esfuerzo por cambiar a la izquierda es más urgente que nunca a medida que el mundo transita hacia un futuro más sostenible con la electrificación. Muchos fabricantes de equipos originales (OEM) están en proceso de transición de la producción de motores de combustión interna (ICE) a vehículos impulsados por baterías. Cada uno de estos vehículos cuenta con años de datos de desarrollo y modelos de simulación que ahora deben adaptarse a la electrificación.

Redes neuronales para fijar objetivos de vehículos


Simcenter Engineering Services y Hyundai Motor Group se asociaron para utilizar la IA con el fin de reducir el proceso de optimización de parámetros para el Genesis GV 80.
Al comienzo de su viaje hacia la electrificación, Hyundai Motor Group (HMG) reconoció la necesidad de implementar la IA para permitir un cambio sin fisuras hacia la izquierda en el proceso de desarrollo de vehículos eléctricos. En 2023, se asociaron con Simcenter Engineering and Consulting services para construir las redes neuronales que les permitirán definir los requisitos basados en la arquitectura en la fase de concepto del desarrollo del vehículo.

Al principio del proceso de diseño (a la izquierda del ciclo en V), los equipos de ingeniería suelen tener una estimación de lo que les gustaría ver en su próxima generación de vehículos, incluida la masa, el tamaño, la tecnología de suspensión, etc. Estas primeras ideas deben explorarse y analizarse de la forma más eficiente posible para definir el diseño y la configuración ideales. El establecimiento de objetivos para atributos como la masa óptima, la cinemática, la facilidad de conducción, la conducción y el manejo proporciona a los equipos de ingeniería indicadores clave de rendimiento (KPI) subjetivos que deben cumplir. Cuanto antes se alcancen estos objetivos, más tiempo y costes ahorrará la empresa.

Ilsoo Jeong, ingeniero de confort, forma parte del equipo de desarrollo virtual de confort de conducción de Hyundai Motor Group. Su equipo se encargó de fijar objetivos para el desarrollo del chasis del Genesis GV 80, que saldrá al mercado en una futura generación como vehículo eléctrico (VE).

“Nuestro objetivo era lograr el máximo confort y maniobrabilidad, por lo que tuvimos que considerar cientos de parámetros del chasis, como la distribución de masas, la cinemática de la suspensión o el sistema de montaje”, explica Jeong. “También tuvimos que considerar cómo tendrían que cambiar estos diseños y configuraciones teniendo en cuenta que el motor de combustión interna se sustituirá por una batería”.

“Además, queríamos poder realizar análisis de sensibilidad para entender rápidamente cómo los cambios en el diseño de un componente pueden afectar al rendimiento de otros. Nos dimos cuenta de que la IA podía ayudarnos a conseguirlo de forma rápida y eficaz. Nos asociamos con Simcenter Engineering and Consulting Services para construir estas redes neuronales porque tenían la mayor experiencia en Simcenter Amesim, nuestra herramienta preferida, y por su amplia experiencia en el proceso de desarrollo de vehículos.”

Optimización de la arquitectura del VE
En otro proyecto, el equipo de Simcenter Engineering Services había colaborado con los ingenieros de HMG para desarrollar una arquitectura en el software Simcenter Amesim que pudiera utilizarse para evaluar diversas maniobras del vehículo y proporcionar un posprocesamiento automático.

Esta arquitectura permitía ponderar criterios por separado -incluidos 52 KPI individuales para cada requisito- para obtener una puntuación global, y podía manejar más de 350 parámetros como entrada.

En este proyecto, Simcenter Engineering Services amplió este trabajo para aplicarlo al chasis. Utilizando los objetivos proporcionados por HMG, los ingenieros de Simcenter generaron más de 200.000 modelos de simulación en Simcenter Amesim y los validaron con vehículos reales. Guardaron los resultados de la simulación en un sistema informático de alto rendimiento (HPC) para que pudieran ejecutarse más rápidamente en el futuro.

“Simcenter Amesim fue la fuerza impulsora de nuestra decisión de seleccionar a Siemens para este proyecto”, explica Jeong. “Sólo Simcenter Amesim tenía las capacidades para realizar el número de simulaciones que necesitábamos, así como la flexibilidad para atributos como la frecuencia NVH. Simcenter Amesim también era ventajoso porque nos permitía trabajar con nuestras propias plantillas en lugar de con una preconfeccionada”. En cuanto a flexibilidad y tiempo de simulación, Simcenter Amesim fue la mejor elección”.

Utilizando el software Simcenter Reduced Order Modeling, Simcenter Engineering Services creó y entrenó una red neuronal para obtener resultados de simulación que permiten la optimización directa de los modelos más adelante en el proceso. Esta red neuronal se integra con el software HEEDS para ayudar a los ingenieros de HMG a identificar la configuración ideal del vehículo.


“Si nuestros objetivos o parámetros cambian, ya no tendremos que empezar todo el proceso desde cero”, afirma Jeong. “Ahora podemos encontrar el conjunto óptimo de parámetros muy rápidamente buscando a través de la red neuronal construida por Simcenter Engineering Services. La posibilidad de recuperar fácilmente los resultados de la simulación nos permite informar rápidamente al equipo de cada subsistema sobre la configuración ideal. Más adelante en el desarrollo, también podremos comparar eficazmente el rendimiento de conducción del vehículo con nuestros objetivos utilizando los datos de referencia recuperados por la red neuronal.”

Ahorro de tiempo gracias a la IA
La colaboración con Simcenter Engineering Services y el uso del software Simcenter han supuesto importantes ventajas en el proceso de ingeniería para el equipo de Jeong.

“Antes de este proyecto, una evaluación de requisitos tardaba dos minutos en ejecutarse en simulación”, afirma Jeong. “Utilizando la red neuronal desarrollada por Simcenter Engineering Services, esto se redujo a una décima de segundo. Del mismo modo, el proceso de optimización de los parámetros de nuestros subsistemas solía durar una semana. Con la ayuda de Simcenter Engineering Services, se ha reducido a 15 minutos”.

Juntos, Jeong y el equipo de Simcenter Engineering Services están trabajando para obtener aún más beneficios de eficiencia de esta red neuronal. Pronto se integrarán con el software Teamcenter para enlazar completamente y proporcionar trazabilidad a parámetros y requisitos. Esto permitirá a un director de programa sin conocimientos de simulación introducir directamente sus requisitos y utilizar parámetros de un proyecto anterior para ejecutar simulaciones directamente en la web. A continuación, podrán predecir el rendimiento del sistema u optimizar los conjuntos de parámetros de los subsistemas, acercando el poder de la simulación de sistemas a los no expertos.

“La cartera Simcenter de Siemens y los servicios de ingeniería Simcenter seguirán siendo un socio de desarrollo especial para HMG”, afirma Jeong. “Nuestras empresas mantienen una sólida relación y estoy deseando colaborar en futuros proyectos”.

El software de reducción de llamadas falsas de AOI aumenta el rendimiento de la primera pasada en un 42%.

Producto: Opcenter
Industria: Electrónica

Opcenter Intelligence se adapta perfectamente a nuestras necesidades. Siempre buscamos soluciones técnicas innovadoras y el uso de Opcenter AOI FCR nos ha permitido lograr mejoras significativas con un esfuerzo reducido, algo de lo que también se han beneficiado los clientes.

Tobias Morlock, Director de Procesos y Tecnología (Fabricación)
Siemens Rastatt

Reducción de falsos positivos

Siemens Rastatt, que forma parte de Siemens AG, desarrolla, fabrica y comercializa productos y sistemas para la tecnología de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC) en Rastatt (Alemania). Sus productos se utilizan en diversas aplicaciones, como quemadores de aire forzado, calderas, sistemas de calefacción alternativos y plantas industriales. Siemens Rastatt ofrece soluciones de sistemas completos, así como controles, actuadores, válvulas, sistemas de control automático de quemadores de gasóleo y gas y equipos de prueba asociados.

Sus componentes se encuentran en calderas residenciales y en sistemas más grandes, como los de los aeropuertos. También se utilizan en la industria; por ejemplo, en los equipos de secado de las líneas de pintura de los principales fabricantes de automóviles.

Siemens Rastatt tiene cuatro líneas de producción y cada una incluye una máquina de inspección óptica automatizada (AOI) para comprobar los conjuntos de placas de circuitos impresos (PCBA) de sus productos. El rendimiento de la primera pasada (FPY) era sólo del 60% y del 40% restante, el 97,5% eran llamadas falsas.

“Cada vez que la AOI detecta un error potencial, un operario debe comprobar la placa manualmente”, afirma Tobias Morlock, responsable de procesos y tecnología (fabricación) de Siemens Rastatt. “Requiere tiempo, pero también conduce a lo que se conoce en el sector como ‘fatiga de alarma’ y, con el tiempo, el operario cometerá más errores involuntariamente y tenderá a aprobar una placa defectuosa, que sólo se descubrirá más tarde en el proceso de producción. Esto provocaba mayores gastos generales y pérdidas.

“Normalmente, pedíamos a nuestros expertos en AOI que optimizaran los ajustes de la máquina para disminuir el nivel de resultados falsos. El proveedor de máquinas AOI ofrecía una solución parcial que ayudaba a optimizar manualmente el proceso. Utilizábamos esa solución, pero nos proporcionaba una ayuda limitada. Cuando conocimos la nueva solución de Siemens Digital Industries Software, la probamos y nos alegramos de ver mejores resultados”.

Siemens Rastatt adoptó el software Opcenter™ Intelligence AOI False Call Reduction (FCR), que ayudó a mejorar su FPY inicial en un 42 por ciento sin ningún esfuerzo adicional por parte de sus expertos en AOI. Opcenter Intelligence forma parte de la plataforma empresarial Siemens Xcelerator de software, hardware y servicios. El uso de Siemens Xcelerator permite a los clientes acelerar su transformación digital a escala.

Siemens Rastatt analizó varias soluciones de inteligencia artificial (IA). La mayoría de las soluciones requerían un esfuerzo adicional para integrar y desarrollar interfaces para máquinas e implementar hardware, etc.

“El enorme beneficio de usar Opcenter Intelligence AOI False Call Reduction fue que obtuvimos un paquete completo de un socio responsable que opera por sí mismo y proporciona una solución terminada”, dice Morlock.

“Opcenter Intelligence encaja perfectamente con nuestras necesidades. Siempre estamos buscando soluciones técnicas innovadoras y el uso de Opcenter AOI FCR permitió una mejora significativa con un esfuerzo reducido, del que también se beneficiaron los clientes”.

Una de las grandes ventajas de Opcenter AOI FCR es que es una solución SaaS que reduce significativamente el esfuerzo por nuestra parte. Estaba completamente lista para integrarse en nuestras máquinas AOI. Pasaron menos de 12 semanas desde las primeras conversaciones hasta el inicio de la puesta en marcha. Doce semanas después iniciamos la fase de funcionamiento con éxito”.

Con Opcenter Intelligence AOI FCR, se genera un modelo de IA a partir de datos de mediciones de AOI y datos clasificados por el operador. Las preocupaciones relativas a escapes o deslizamientos se abordan en la fase de evaluación. A continuación, los modelos se validan para demostrar que tienen una precisión igual o superior a la línea de base.

El modelo de IA se despliega en la planta de producción en dispositivos Siemens Industrial Edge y recibe datos de medición en tiempo real de la AOI. La plataforma Industrial Edge ofrece funciones descentralizadas y locales de adquisición, análisis y transferencia de datos. Además, permite al usuario desplegar cualquier software de forma rápida y fiable en la planta de producción, lo que reduce la complejidad y los costes de las tecnologías de la información (TI) al proporcionar funcionalidades de gestión del ciclo de vida de las aplicaciones (ALM) y de los dispositivos periféricos. Además, el ecosistema Industrial Edge proporciona un manejo seguro de los datos en producción mediante el uso de hardware de grado industrial.

El uso de Opcenter Intelligence no requiere que los expertos de dominio del cliente tengan conocimientos de Industrial Edge, ya que está cubierto por el ciclo de vida de la IA.

La IA consume los datos de medición y emite una decisión: por ejemplo, ¿es la tarjeta una llamada falsa o potencialmente un error real? El resultado se obtiene antes de que el operario tenga que comprobar la tarjeta, lo que ahorra tiempo y esfuerzo. La IA es sistemáticamente más precisa que el operario y se cometen menos errores al decidir si se ha producido un error real o falso.

Opcenter Intelligence AOI FCR está integrado en las cuatro líneas de producción. El resultado de la IA se integra perfectamente en la estación de pruebas sin interrumpir la experiencia de usuario habitual del operario.

Siemens proporciona soporte completo

La implementación de Opcenter Intelligence AOI FCR por parte de Siemens Rastatt tuvo varias claves de éxito: no requiere conocimientos de IA ni formación del usuario y la implementación fue intuitiva y rápida. La solución se puede utilizar lista para usar (OOTB) y los expertos en AOI no experimentan ningún cambio en su experiencia de usuario.

El factor clave es la perfecta integración con la infraestructura del cliente y la continua actualización y perfeccionamiento de los modelos por parte de Siemens. Los servicios de operación de aprendizaje automático se utilizan para optimizar continuamente la disponibilidad y el rendimiento de los modelos.

“Lo bueno de Opcenter Intelligence AOI FCR es que obtienes toda la solución de una sola fuente”, dice Morlock. “Eso hace que sea fácil y rápido de implementar. Siemens Digital Industries Software lo hace todo en segundo plano. Eso nos ayuda a centrar nuestros recursos en tareas más importantes”.

“Gracias a la solución inteligente de Siemens Digital Industries Software, la implantación fue muy rápida. Nos proporcionaron un paquete completo de SaaS, incluidas interfaces terminadas y probadas para nuestra máquina AOI. Gracias al acceso remoto a nuestros datos, Siemens Digital Industries Software puede trabajar y optimizar la IA en segundo plano sin ningún esfuerzo adicional por nuestra parte.”

Siemens Rastatt espera utilizar Opcenter Intelligence AOI FCR para profundizar y configurar los parámetros de AOI para impactar directamente en el FPY en el origen, y aprovechar la IA para explorar el enrutamiento de placas buenas secuencialmente. También están considerando utilizarlo como parte de la automatización del taller y para el análisis de componentes.

La gran ventaja de utilizar Opcenter Intelligence AOI False Call Reduction fue que obtuvimos un paquete completo de un socio responsable que funciona por sí solo y proporciona una solución acabada.

Tobias Morlock, Director de Procesos y Tecnología (Fabricación)
Siemens Rastatt

Egicon utiliza Valor y Opcenter para reducir los índices de reparación en un 80% y eliminar los desechos

Producto: Opcenter
Industria: Manufactura electronica

“Ahora puedo obtener actualizaciones instantáneas de todos nuestros procesos de fabricación, sin moverme de mi mesa. Sé que los sistemas comprueban que todo va bien, en lugar de hacerlo yo, así que puedo dedicar mi tiempo a innovar y mejorar”. -Michele Magri, Directora de producción

Fabricación electrónica de alta calidad
Egicon es una empresa europea emergente de diseño y producción electrónica de vanguardia. Con sede en la región italiana de Módena, la empresa ofrece servicios de fabricación de alta calidad para sectores industriales como la automoción, la agricultura, la biomedicina y la industria aeroespacial.

Fundada en 2009, el ala de producción de la empresa se estableció para producir unidades de control electrónico (ECU) para motocicletas, coches de carreras y automóviles de lujo, de conformidad con las normas de calidad IATF 16949. Con el tiempo, la empresa empezó a fabricar productos adicionales, incluidos dispositivos médicos, de conformidad con los requisitos de calidad ISO 13485.

En 2015, la necesidad de ofrecer a los clientes soporte de garantía y datos de trazabilidad inició a la empresa en un viaje de digitalización que finalmente condujo a la automatización completa de sus procesos de fabricación.

“Nuestra búsqueda del sistema de ejecución de fabricación más adecuado nos llevó a Mentor Graphics y Cadlog, su representante italiano”, afirma Michele Magri, director de producción de Egicon. “Las soluciones puntuales y de trazabilidad de Valor encajaban a la perfección”.

El viaje de la digitalización
“El proceso de automatización comenzó con un sencillo sistema de recopilación de datos y se aceleró a partir de ahí”, afirma Magri. “Invertimos mucho en sistemas ECAD y MCAD e implantamos el software Valor® Process Preparation para conseguir un flujo de información único y unificado entre nuestros departamentos de diseño y producción. Esto fue especialmente beneficioso en la ejecución de NPI”.

“Inicialmente, el paquete de soluciones puntuales Valor se utilizó para conectar nuestras máquinas, almacén y procesos de montaje y pruebas a nuestra base de datos central, con el fin de lograr la trazabilidad de los materiales”, explica Magri. “Poco después, nos dimos cuenta de que la solución era totalmente adecuada para la supervisión de la productividad y la eficacia general de los equipos”. En 2017, todos los procesos de Egicon estaban conectados al sistema Valor, sustituyendo todos los sistemas manuales de recopilación de datos y realizando un seguimiento de los KPI en tiempo real. En 2019, instalamos el software IoT Opcenter Execution Electronics para mejorar la recopilación de datos y obtener los beneficios del mayor flujo de datos, lo que nos permitió beneficiarnos del software de análisis Opcenter Intelligence Electronics. Hemos hecho realidad la fábrica sin papeles”.

Cómo funciona hoy
Con una plantilla de 60 personas y unos ingresos anuales de 10 millones de euros, Egicon está considerada una de las empresas emergentes más interesantes en el campo del desarrollo tecnológico y la producción.

El software Opcenter™ Execution Electronics IoT está totalmente integrado en los sistemas de producción y calidad de Egicon, lo que permite una supervisión continua a través del panel de eficacia general de los equipos (OEE), que permite a los responsables ver el estado del trabajo en curso en tiempo real. El departamento de calidad recibe notificaciones instantáneas sobre incidencias relacionadas con la calidad, lo que se traduce en una reducción significativa de los costes relacionados con los residuos.

Las soluciones Valor y Opcenter, que constituyen el núcleo de los sistemas de producción de Egicon, forman parte de la plataforma empresarial de software, hardware y servicios Xcelerator de Siemens. Egicon lanza cada año al menos 200 nuevas introducciones de productos (NPI) o actualizaciones para su revisión, y la suite Valor Process Preparation gestiona todos los cambios y lanzamientos de productos.

Valor Material Verification verifica que todos los materiales y herramientas están preparados antes del montaje, lo que mejora la eficacia y la calidad. El software también proporciona la máxima flexibilidad al admitir funciones como piezas alternativas, una lista de proveedores aprobados (AVL), posicionamiento libre del alimentador, posiciones alternativas dinámicas, material bloqueado y empalme seguro.

Opcenter Execution Electronics IoT y Opcenter Intelligence Electronics proporcionan una completa recopilación de datos y análisis del taller preparados para Industria 4.0, que se conectan a todos los procesos y máquinas para la recopilación de datos y la trazabilidad completa. Los clientes tienen garantizados los más altos niveles de trazabilidad (niveles tres y cuatro de IPC1782) sin coste adicional.

Egicon, que antes tenía un plazo de un mes para los informes de calidad y producción, ofrece ahora estos servicios en tiempo real. “Ahora puedo obtener actualizaciones instantáneas de todos nuestros procesos de fabricación, sin moverme de mi mesa”, dice Magri. “Sé que los sistemas están comprobando que todo va bien, en lugar de hacerlo yo, así que puedo dedicar mi tiempo a la innovación y las mejoras”.

“Usando las herramientas proporcionadas por Mentor Graphics y Cadlog, somos capaces de reducir nuestra tasa de reparación de 30 ppm a seis, y logramos una tasa de rechazo del cero por ciento en 2019”, explica Magri. “Nuestros clientes aprecian la mejora de los niveles de servicio y, gracias a estas soluciones innovadoras, a menudo podemos anticiparnos a sus solicitudes de sistemas de calidad. Esto ha aumentado el nivel de confianza de nuestros clientes en nosotros y nos ayuda a atraer nuevos negocios. Estamos utilizando las soluciones Valor point para evitar el registro manual de los eventos de calidad, y estamos utilizando la base Valor para el seguimiento de los trabajos en curso. La eliminación del producto desechado está relacionada con la supervisión en tiempo real de los eventos de calidad y es el resultado de las mejoras continuas garantizadas por la plataforma analítica de fabricación.”

Planes de futuro
Avanzando en la visión de Industria 4.0, Egicon planea aprovechar las capas de conectividad de datos ISA95 para impulsar la excelencia utilizando aplicaciones como analítica y máquina a máquina (M2M) y otras microsoluciones.

“Gracias a las herramientas proporcionadas por Mentor y Cadlog, pudimos reducir nuestra tasa de reparaciones de 30 ppm a seis, y logramos una tasa de chatarra del cero por ciento en 2019.” Michele Magri, Production Manager

El fabricante industrial reduce el tiempo de cambio en un 15%

Producto: Opcenter
Industria: Electrónica y Semiconductores

La implementación de la solución Opcenter APS aumentó significativamente nuestra eficiencia al minimizar las actividades que no aportaban valor.

Ivan Koussarov, Gerente de División, Sheet Metal AQ Electric Radomir

Cumplir requisitos exigentes

AQ Electric Radomir (AQ Electric) es parte de AQ Group AB (Suecia), que es un fabricante de gabinetes eléctricos, estructuras metálicas, paneles eléctricos y componentes para clientes industriales globales con requisitos exigentes. La empresa tiene experiencia en el diseño, producción y suministro de una amplia gama de armarios eléctricos de baja tensión (LV) y media tensión (MV), así como equipos para automatización, productos de chapa y armarios para grúas. Los procesos de producción también incluyen cables y mazos de cables, así como el montaje mecánico de componentes. Los productos AQ Electric son utilizados por industrias como la transmisión de energía, telecomunicaciones, trenes, alimentos y camiones. La empresa tiene a su disposición un taller de máquinas con personal con más de 50 años de experiencia, dos líneas de pintura,

Además, existen talleres de montaje y prueba de tableros eléctricos hasta 20 kilovoltios (kV) según la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC) 61439 y para la producción de productos de cables, así como una línea de recubrimiento por cataforesis. AQ Electric cuenta con un equipo de diseño para construcciones metálicas y mecánicas y diseño de tableros eléctricos. AQ Electric tiene una facturación anual de 34,6 millones de euros, 750 empleados y una fábrica con una superficie de producción de 22.000 metros cuadrados.El fabricante industrial reduce el tiempo de cambio en un 15 por ciento

Desafíos

La producción está organizada en dos segmentos: componentes de chapa y montaje de armarios eléctricos. La planificación es clave debido a la complejidad y variabilidad de las piezas producidas. El equipo de gestión se centra en la optimización de la producción, la rentabilidad y la integración de nuevas tecnologías para proporcionar la mejor calidad de producto. Sabían que necesitaban una solución de software especializada para satisfacer estas necesidades.

Claes Meligren, director ejecutivo (CEO) del Grupo AQ, dice: “AQ pretende ser un líder mundial en rentabilidad, calidad, seguridad de suministro, alerta y servicio. En una palabra, ‘confiable’”.

Los principales desafíos son la complejidad de los procesos de producción y los productos fabricados, la gran cantidad de órdenes de producción, la disponibilidad de muchos recursos primarios y restricciones adicionales como instrumentos, equipos y operadores. La gran cantidad de recursos y limitaciones interferían con la capacidad de generar un programa de producción efectivo.

Muchos usuarios de AQ Electric se comprometieron a generar programas de producción por departamento y sincronizar estos microplanes fue un desafío serio. La aparición de cada evento no planificado, como una avería o una entrega tardía de material, arruinaba el cronograma de producción y requería un tiempo significativo para la recuperación.

El departamento de la cadena de suministro no recibió la información adecuada sobre qué materiales se necesitaban y cuándo, lo que provocó un exceso de existencias.El fabricante industrial reduce el tiempo de cambio en un 15 por ciento

La solución

Todos estos dolores llevaron a la decisión de implementar una solución avanzada de planificación y programación (APS). El objetivo era eliminar los desperdicios (chatarra, mala calidad, sobreproducción, áreas innecesarias, existencias, transportes extra, etc.) para aumentar la rentabilidad y mostrar preocupaciones ambientales, así como aumentar la eficiencia de la producción.

Después de un análisis detallado de las soluciones disponibles en el mercado y con la asistencia de SmartApps Ltd, un socio Silver de Siemens con experiencia en planificación y programación avanzadas, AQ Electric seleccionó el software Opcenter™ APS Ultimate Edition como la mejor opción para satisfacer sus necesidades. Opcenter APS es parte de la cartera Xcelerator™, la cartera completa e integrada de software y servicios de Siemens Digital Industries Software.

SmartApps está acreditado como Siemens Smart Expert para la cartera Opcenter APS. Ha desarrollado módulos de integración para Opcenter Advanced Scheduling con muchos sistemas de planificación de recursos empresariales (ERP), sistema de ejecución de fabricación (MES) y control de supervisión y adquisición de datos (SCADA) en una variedad de industrias.El fabricante industrial reduce el tiempo de cambio en un 15 por ciento

La implementación

Durante la implementación se realizó un análisis detallado del modelo y procesos productivos en la empresa y se identificaron las principales fuentes de desperdicio. Se desarrolló una estrategia para lograr una optimización balanceada. Se desarrollaron algoritmos de optimización, específicos para cada departamento, teniendo en cuenta los requisitos específicos y las limitaciones adicionales. Se creó una regla general para la programación sincronizada de todos los departamentos de la empresa. El equipo de SmartApps también desarrolló la integración con el sistema ERP existente.El fabricante industrial reduce el tiempo de cambio en un 15 por ciento

Resultados

Debido a la implementación de Opcenter APS, ahora solo un planificador es responsable de la programación de la producción. Mediante el uso de los algoritmos de optimización en cada departamento, se ha incrementado la eficiencia y el tiempo interno completo (OTIF).

Los tiempos de cambio se redujeron en un 15 por ciento, mientras que el OTIF interno para la mayoría de los departamentos aumentó hasta en un 98 por ciento.

La implementación de Opcenter APS condujo a una mejor comunicación y colaboración entre departamentos y una mejor sincronización del trabajo.

“La implementación de la solución Opcenter APS aumentó significativamente nuestra eficiencia al minimizar las actividades que no aportaban valor”, dice Ivan Koussarov, gerente de división, chapa metálica, AQ Electric Radomir. “El sistema nos da una mirada al futuro y la capacidad de identificar problemas potenciales y aplicar medidas preventivas antes de su aparición para evitar o disminuir los daños”.El sistema nos da una mirada al futuro y la capacidad de identificar problemas potenciales y aplicar medidas preventivas antes de su aparición para evitar o disminuir los daños.

Ivan Koussarov, Gerente de División, Sheet Metal AQ Electric Radomir

La impresora 3D Figure 4® agrega precisión y productividad para la agencia de diseño sueca, Splitvision

Producto: Figure 4
Industria: Electrónica y Semiconductores

La agencia de diseño de productos con sede en Estocolmo, Splitvision Design, se encuentra entre las primeras empresas nórdicas en invertir en la impresora 3D independiente Figure 4 ® de 3D Systems. Con su inversión, la empresa ahora puede evaluar el ajuste y el montaje con una precisión increíble antes de pasar a la producción en serie. Al mismo tiempo, Figure 4 Standalone le da a la empresa un impulso de productividad en la creación de prototipos.

Splitvision, una agencia nórdica de diseño industrial, adopta la impresión 3D Figure 4

Splitvision, una agencia nórdica de diseño industrial, adopta la impresión 3D Figure 4

Desde sus inicios hace unos 30 años, Splitvision Design (entonces llamada Formbolaget) ha realizado una amplia variedad de trabajos de diseño, desde soluciones de punto de venta hasta cabinas de camiones a medida. Hoy, trabaja casi exclusivamente con diseño industrial para empresas intensivas en tecnología en las verticales de medtech y automotriz. Lo que hace único a Splitvision es que ofrece servicios que se extienden más allá de la agencia de diseño promedio, con un enfoque en la fabricación y la logística.

“Aunque comenzamos como una agencia de diseño tradicional, a lo largo de los años, hemos visto que obtenemos un proceso de fabricación mejor y más controlable cuando nos enfocamos en estos pasos”, dice Lukass Legzdins, gerente de I+D de Splitvision Design.

“Pasamos de trabajar solo con el diseño, hasta la ingeniería, la planificación, las compras y la logística”, agrega Legzdins. También tenemos oficinas en China que manejan el contacto diario con la fabricación allí. Aquí también realizamos controles de calidad y monitoreamos la cadena de suministro. En general, esto crea resultados realmente buenos y nos permite agregar mucho más valor a la fabricación, incluso en la fase de concepto”.

Mejor creación de prototipos con la impresión 3D de Figure 4

Los diseños de productos incluyen estuches para dispositivos electrónicos delicados, como audífonos.

Los diseños de productos incluyen estuches para dispositivos electrónicos delicados, como audífonos.

Este tipo de compromiso llave en mano también se refleja en la creación de prototipos. Con su nueva impresora 3D independiente Figure 4 de 3D Systems, instalada por PLM Group, la compañía está ampliando su cartera de servicios y agrega competencia al desarrollo de productos. Ahora, Splitvision puede ofrecer mejores prototipos físicos, impresos internamente. Al mismo tiempo, con la ayuda de sus piezas impresas en 3D de alta calidad, pueden optimizar los datos necesarios antes de pedir herramientas de moldeo por inyección.

Antes de utilizar la impresión 3D, la creación de prototipos era un trabajo tedioso y manual. La empresa trabajó con materiales en espuma y plásticos para explorar geometrías y ergonomías, a veces a gran escala. Los prototipos para las pruebas funcionales o para la revisión del cliente se compraron a un proveedor externo, ya sea de Suecia o China.

“Luego, de repente, hubo un período en el que teníamos una gran cantidad de productos en desarrollo, y todo básicamente se acumuló mientras esperábamos nuestros prototipos impresos en 3D”, dijo Legzdins. “Ese fue el momento en que decidimos invertir en una impresora 3D interna y, afortunadamente, coincidió con el descubrimiento de la Figura 4”.

Splitvision no tenía experiencia previa con la tecnología Figure 4, que es una rama de la estereolitografía SLA. Anteriormente había pasado desapercibido, ya que las piezas SLA rara vez mostraban las propiedades mecánicas que necesitaba la empresa. Pero con la Figura 4, la tecnología de repente se volvió muy interesante.

Aditivo más allá de las expectativas

Splitvision ha trabajado durante varios años con varias empresas innovadoras de tecnología médica, incluidas varias marcas de audífonos. La producción a menudo consiste en productos asociados, como carcasas para audífonos, ya que las empresas han optimizado sus líneas de producción para sus productos principales. Pero las carcasas de los audífonos pueden ser complicadas de diseñar y fabricar. Deben proteger el audífono, ser de excelente calidad y reflejo de la marca, y ser duraderos en el tiempo.

“El material Figure 4 ELAST-BLK 10 de 3D Systems tiene las mismas propiedades que el caucho.  Supera nuestras expectativas”, afirma Lukass Legzdins, director de I+D de Splitvision.

“El material Figure 4 ELAST-BLK 10 de 3D Systems tiene las mismas propiedades que el caucho. Supera nuestras expectativas”, afirma Lukass Legzdins, director de I+D de Splitvision.

Las carcasas que diseña y fabrica Splitvision están hechas en parte de TPE o silicona. El forro suave mantiene los audífonos en su lugar y los protege del desgaste diario. Pero la impresión 3D de TPE y silicona es casi imposible si desea obtener buenos resultados. La única opción es moldear, que es un gran desafío cuando desea evaluar el diseño e investigar posibles desafíos de ensamblaje.

“Después de recibir varias muestras de impresión de PLM Group, nos dimos cuenta de que el material Figure 4 ELAST-BLK 10 de 3D Systems tenía las mismas propiedades que el caucho. Superó nuestras expectativas”, Legzdins. “El material permite superficies bien definidas. Podemos ver formas y facetas detalladas. Pero lo más importante, nos permite evaluar el proceso de ensamblaje para identificar posibles desafíos. En general, es una excelente manera de obtener la confirmación de la geometría y, al mismo tiempo, permitir que nuestros clientes realicen sus propias pruebas de usuario”.

Combinado con el uso del material rígido Figure 4 TOUGH-GRY 15, Splitvision puede agregar más detalles a sus partes. Con la alta resolución de la impresora, rara vez hay necesidad de acabado.

“Se podría decir que nuestra Figura 4 nos acerca un paso más a la realidad”, dijo Legzdins. “Anteriormente, añadíamos más margen a nuestros archivos CAD antes de pedir herramientas. Ahora, podemos saltarnos uno o dos pasos en la fase de desarrollo, ya que tenemos muchos más datos geométricos de los prototipos impresos en 3D. El resultado es menos cambios y ajustes incrementales en la herramienta”.

La impresora Figure 4 también refleja los valores centrales de Splitvision en el desarrollo de productos.

“Cuando trabajamos con clientes, queremos agregar nuestra competencia en diseño y fabricación, dondequiera que veamos que podemos optimizar la función. Usamos este conocimiento para elevar la calidad del producto a nuevos niveles”, dijo Legzdins.

Acelerar el tiempo de respuesta de las simulaciones de CFD

Producto: Simcenter
Industria: Electrónica y semiconductores

Heraeus Noblelight GmbH ha estado desarrollando fuentes de luz especiales desde la invención de la lámpara de cristal de cuarzo en 1904. La luz, ya sea ultravioleta (UV), infrarroja (IR) o de onda media, está en el centro de todo lo que hacen. Ubicada en Alemania, la empresa ha aprovechado el poder de la luz para resolver una amplia gama de desafíos en las industrias de fabricación y procesos. También diseñan y fabrican productos de consumo como el purificador de aire Soluva®, para eliminar virus en el aire, incluida la enfermedad del coronavirus de 2019 (COVID-19), de entornos de atención médica, transporte público y aulas.

La simulación de ingeniería no solo se usa durante la fase de desarrollo del producto, sino también para comprender la mejor manera de implementar productos en el campo. “Usamos la simulación CFD para ayudar a nuestros clientes a comprender sus procesos y dónde ubicar nuestros emisores UV o IR para hacerlos más efectivos”, explica Dörte Eggers, ingeniero de simulación de Heraeus Noblelight. Eggers continúa, “a veces un cliente ya tiene un proceso en funcionamiento que no funciona de manera óptima, por lo que también usamos la simulación para solucionar problemas y encontrar formas de mejorarlo”.

Modelando la complejidad con CFD

Los productos Heraeus Noblelight se adaptan a una amplia gama de procesos industriales, desde el curado de pinturas y adhesivos mediante emisores IR de precisión, hasta equipos de desinfección de agua y aire mediante ultravioleta C (UV-C). Se requiere una variedad de técnicas de modelado para capturar los regímenes físicos predominantes en cada caso.

“Seleccionamos Simcenter STAR-CCM+ para el análisis CFD porque ofrece una amplia gama de opciones de modelado físico en un paquete flexible y fácil de usar”, dice la Dra. Larisa von Riewel, líder del grupo de ingeniería asistida por computadora (CAE). “Nuestra principal carga de trabajo es la simulación de gestión térmica. Sin embargo, a menudo necesitamos incluir física adicional como flujo multifásico y seguimiento de partículas”.

viendo lo invisible

Dado que muchos de sus productos funcionan fuera del espectro de luz visible, la simulación de dinámica de fluidos computacional (CFD) es una herramienta valiosa para verificar aplicaciones específicas, adaptadas al proceso de cada cliente. Por lo tanto, CFD se ha convertido en una parte rutinaria del proceso de ventas y requiere una respuesta rápida del trabajo de simulación. Esto brinda la confianza de que el equipo de construcción entregará un producto de alto rendimiento y agregará un valor significativo para los clientes.

Además de hacer visible la luz invisible, el uso del análisis CFD hace que lo no medible sea medible. “En algunos casos, realizar pruebas físicas es muy costoso y, a veces, imposible”, afirma von Riewel. “Tomando como ejemplo nuestros emisores IR, la simulación es esencial ya que nos permite estimar parámetros que no podemos medir físicamente. Comprender este comportamiento es fundamental para lograr la funcionalidad y la vida útil que necesitamos de los dispositivos”.

Comunicar los conocimientos obtenidos de la simulación a una variedad de partes interesadas también es una parte importante del proceso. “Cada nueva versión del software tiene características adicionales de posprocesamiento y las encontramos muy útiles para presentar datos de simulación a los clientes en el contexto de sus equipos y procesos”, dice von Riewel.

Más rápido con Simcenter Cloud HPC

Hoy en día, la mayor parte de la simulación CFD en Heraeus Noblelight se realiza internamente utilizando una gran estación de trabajo en las instalaciones. Sin embargo, durante los períodos de mucho trabajo, el equipo necesita aprovechar recursos adicionales subcontratando el trabajo de simulación. La necesidad de escalar hacia arriba y hacia abajo rápidamente dificulta la gestión de los costos de licencia para cubrir períodos cortos de uso y garantizar que los recursos se utilicen de manera eficiente.

En los últimos meses, Heraeus Noblelight ha sido un usuario de acceso anticipado al software Simcenter ™ Cloud HPC, un nuevo producto híbrido de software como servicio (SaaS), que permite ejecutar ejecuciones de simulación en la infraestructura de la nube directamente desde Simcenter STAR-CCM+. software ™. Estos son parte de la cartera Xcelerator, la cartera completa e integrada de software y servicios de Siemens Digital Industries Software. Al comprar hardware y software en la misma transacción y pagar solo por lo que se usa, Heraeus Noblelight ve potencial para ganar más eficiencia al poder acceder instantáneamente a recursos informáticos de alto rendimiento (HPC) desde cualquier lugar y en cualquier momento.

Accesible

“Cuando trabajamos con equipos de simulación remota, a menudo nos damos cuenta de que no tenemos los recursos de HPC donde los necesitamos”, continúa von Riewel. “Por lo tanto, Simcenter Cloud HPC nos permitiría acelerar los proyectos colaborativos. Tampoco tendríamos que preocuparnos de que los costos de la licencia se desperdicien si un proyecto finaliza antes de lo esperado”. El uso de la nube significa que todos los miembros del equipo pueden acceder fácilmente a los recursos de HPC. “Diría que la interfaz es fácil de usar e intuitiva, con varias opciones para monitorear las ejecuciones”, continúa von Riewel. “La transferencia de los archivos de simulación fue rápida y sencilla”.

Para von Riewel y Eggers, la simulación es una pequeña parte de su jornada laboral. Por lo tanto, no pueden dedicar tanto tiempo como les gustaría a investigar y probar nuevos modelos y características. Por lo tanto, confían en la experiencia del equipo de soporte al cliente de Simcenter y su ingeniero de soporte dedicado (DSE). “Siempre estamos bajo presión de tiempo. Cuando nos enfrentamos a nuevos desafíos, preferimos acudir a nuestro DSE, quien explica las nuevas funciones relevantes y cómo nos beneficiarán. Es un gran ahorro de tiempo”, explica von Riewel.

Flexible y escalable

Además de facilitar la colaboración con equipos remotos, Eggers también ve potencial para aprovechar los recursos de la nube para ejecutar simulaciones más ambiciosas o ampliar el alcance de los proyectos sin dejar de cumplir los plazos ajustados. “En algunos casos, necesitamos ejecutar modelos más grandes para capturar más detalles o ejecutar más simulaciones en la misma cantidad de tiempo. Simcenter Cloud HPC nos brinda esa flexibilidad”.

Seguro

Heraeus Noblelight trabaja con frecuencia en proyectos que involucran procesos y tecnologías propiedad del cliente, por lo que la privacidad y la seguridad de los datos son fundamentales para su negocio. “Cuando firmamos acuerdos con clientes, generalmente hay términos que restringen cómo y dónde almacenamos y trabajamos con sus datos”, explica von Riewel. “Por supuesto, todas las partes interesadas deben asegurarse de que sus datos estén seguros. Espero que las actitudes cambien gradualmente a medida que el mundo se adapta a esta nueva forma de trabajar”.

Simcenter Cloud HPC se basa en la infraestructura en la nube de Amazon Web Services (AWS) y sigue las mejores prácticas desarrolladas por AWS y Siemens para desarrollar y operar aplicaciones SaaS de múltiples inquilinos. Los usuarios tienen control total sobre la soberanía y retención de datos y el producto también pasará por la Organización Internacional para la Estandarización (ISO) 27001 y la certificación System and Organization Controls 2 (SOC2) Tipo 1.

“Estoy seguro de que Siemens es diligente en el mantenimiento de las políticas y certificaciones necesarias para satisfacernos a nosotros y, lo que es más importante, a nuestros clientes”, concluye von Riewel.

Mirando hacia el futuro

Cuando se le preguntó acerca de cómo la ejecución de simulaciones de CFD en la nube podría afectar su trabajo en el futuro, Heraeus Noblelight considera que la flexibilidad y la accesibilidad son beneficios clave. “Desde la pandemia, ha habido un gran cambio hacia el trabajo remoto, lo que significa que no siempre hay personas disponibles para acceder a las estaciones de trabajo en la oficina cuando algo sale mal”, dice von Riewel. “Poder trabajar en proyectos desde cualquier parte del mundo es un sueño y siento que este es el camino que debe seguir la humanidad”.

Von Riewel también ve la capacidad de escalar hacia arriba y hacia abajo instantáneamente como una futura ventaja competitiva. “El mundo continúa desarrollándose y todo está aumentando en complejidad. Los modelos son cada vez más precisos y necesitamos capturar más realismo físico. Puede garantizar que con frecuencia necesitaremos recursos de HPC más potentes en el futuro. Simcenter Cloud HPC ofrece esa agilidad, que se traduce en una oferta más competitiva para nuestros clientes”.

EN ALTURAS ELEVADAS: ESCANEADO 3D DE ÁLABE DE TURBINA EÓLICA

Producto: HandySCAN
Industria: Energía

Dos empleados que trabajan encima del rotor de una turbina eólica

El mantenimiento de turbinas y parques eólicos completos es un desafío. Normalmente, las turbinas eólicas están diseñadas para operar durante 20 años. Durante estos 20 años están expuestas a todo tipo de condiciones climáticas y cargas pesadas, pero gracias a la tecnología de adquisición moderna y a los modelos numéricos avanzados, tales condiciones pueden abordarse e incluso convertirse en una mayor producción anual de energía.

Para optimizar la producción a lo largo de su vida útil, sus condiciones de funcionamiento deben entenderse en detalle y luego mantenerse regularmente sobre esta base. El objetivo es mantener bajo control el desgaste y evitar la generación de vibraciones inesperadas y/o puntos débiles que puedan comprometer la integridad de la estructura y de los componentes de la turbina, maximizando al mismo tiempo la producción de energía.

La empresa española Nabla Wind Power forma parte del grupo Nabla Wind Hub, un proveedor de servicios independiente que ofrece soluciones únicas y multitecnológicas para la extensión de la vida útil de los parques eólicos, la mejora del rendimiento y la optimización del mantenimiento.

Digitalización en condiciones difíciles

En 2020, se solicitó a Nabla Wind Power que ampliara los álabes del rotor de una turbina eólica para aumentar el rendimiento de la instalación existente en un 10 %. Para ello, hubo que digitalizar los últimos metros de un álabe de rotor para posteriormente diseñar la extensión del álabe. En un primer intento, se utilizaron escáneres láser terrestres para la digitalización. Pero Nabla necesitaba una incertidumbre considerablemente menor en las mediciones y, por lo tanto, comenzó a buscar una solución alternativa y finalmente pidió a Creaform Services que los apoyara.

Preparación de escaneado: Escalador industrial pegando los objetivos en el álabe
Preparación de escaneado: Escalador industrial pegando los objetivos en el álabe

El escáner 3D portátil más adecuado para esta tarea fue el HandySCAN 3D | BLACK. Gracias a su función de referencia dinámica, puede digitalizar con precisión en condiciones adversas. Las vibraciones no afectan los resultados y la incertidumbre de las mediciones es mucho menor a un milímetro. Como la tarea tenía que realizarse directamente en la turbina eólica, un ingeniero de aplicaciones de Creaform capacitó a dos escaladores industriales de la empresa Asaken y les enseñó a utilizar el HandySCAN 3D. Los escaladores subieron a lo alto de la turbina eólica a 130 metros, tuvieron que salir del buje y bajar en rappel 65 metros hasta el suelo.

Lo primero que había que hacer era pegar objetivos en uno de los álabes del rotor en los últimos 7 metros. El HandySCAN 3D utiliza estos objetivos como puntos de referencia. Luego comenzaron el escaneado. Mientras uno de los escaladores industriales llevaba el portátil, el otro manejaba el escáner. Mientras tanto, el ingeniero de aplicaciones de Creaform estaba revisando el escaneado desde el suelo a través de Teamviewer. A esta altura, las condiciones del viento son siempre un problema y, en varias ocasiones, hizo tanto viento que el trabajo se detuvo debido a los fuertes vientos. Además, algunos problemas técnicos de la turbina eólica perturbaron el proceso de escaneado: por ejemplo, el rotor se bloqueó y no se pudo colocar en posición vertical. Pero finalmente, el escaneado se realizó con éxito.

Dos empleados anclados a un álabe de turbina eólica con una cuerda utilizando un escáner HandySCAN BLACK y una computadora portátil para escanear piezas a gran altura

El software de adquisición utilizado fue VXmodel, un módulo de VXelements. El archivo .stl se transfirió luego a CATIA para realizar ingeniería inversa.

Escaneado del álabe del rotor en VXelements
Escaneado en VXelements con visualización de malla
CAD del álabe del rotor de ingeniería inversa en CATIA
CAD del álabe del rotor de ingeniería inversa en CATIA

El jefe de operaciones de Nabla, Eder Murga, se mostró muy satisfecho con los resultados: “El manejo del servicio proporcionado fue profesional, tanto de Creaform como de Asaken. A pesar de las duras condiciones y de las tantas interrupciones por fuertes vientos, todos los involucrados afrontaron el cambio de las condiciones con gran flexibilidad y, al final, logramos obtener los resultados perfectos. Un sistema de medición manual con autorreferencia como el HandySCAN 3D es la única forma de realizar una medición de este tipo en un entorno hostil.”

ACS Custom desarrolla y produce productos personalizados en días con Figure 4 Standalone

Producto: Figure 4
Industria: Electrónica y Semiconductores

La casa de producción digital con sede en el Reino Unido Advanced Communication Solutions (ACS) Custom se especializa en protección auditiva personalizada de silicona suave y monitores intrauditivos. Respondiendo a las necesidades de los clientes para la mejora del audio, la protección auditiva y la comunicación, ACS Custom ha construido su negocio en torno a un flujo de trabajo 100% digital que proporciona a los clientes un acceso rápido a artículos únicos.

El flujo de trabajo digital de ACS Custom se compone de digitalización, diseño y fabricación aditiva. Utilizando sistemas 3D Figure 4® impresoras 3D independientes y materiales de grado de producción de Figure 4, incluyendo Figure 4® PRO-BLK 10 y Figure 4® EGGSHELL-AMB 10, ACS Custom es capaz de producir productos precisos y personalizados a velocidades inigualables. Por lo tanto, cuando un equipo local de Fórmula Uno se acercó a la compañía para obtener ayuda para brindar un mejor ajuste y función a sus auriculares, ACS Custom pudo prometer y entregar con confianza una solución personalizada, de alta calidad y totalmente impresa en 3D en solo unos días, incluidas las revisiones de diseño de los clientes.

Un flujo de trabajo ideal para productos personalizados

Setting up a print on Figure 4 Standalone at ACS Custom

ACS Custom se especializa en productos que resuelven problemas para sus clientes, y el fundador y director general Andy Shiach dice que el flujo de trabajo digital es ideal para su negocio: “Cuando decidimos que queremos hacer un producto, podemos diseñarlo e imprimirlo en el espacio de un par de días. Entonces, si nos damos cuenta de que necesitamos revisar nuestro diseño, podemos hacerlo de inmediato”.

Este enfoque de fabricación y capacidad de respuesta solo es posible a través de la fabricación aditiva. “Si tuviéramos que moldear por inyección los productos que fabricamos, el tiempo y los costos involucrados serían prohibitivos”, agrega Shiach. En cambio, un flujo de trabajo digital con Figure 4 Standalone hace posible que la empresa pase de un concepto de diseño a un producto final en tan solo tres o cuatro días.

“Nuestro flujo de trabajo digital nos ayuda a responder de manera rápida y precisa a los deseos y necesidades de nuestros clientes”, dice Shiach. Por ejemplo, ACS Custom ha desarrollado varios productos creativos para un equipo de Fórmula Uno del Reino Unido para lograr un sistema de comunicaciones de alto nivel. Desarrollado y producido en una semana, cada producto responde a las demandas y entornos del personal objetivo, desde equipos de boxes con casco hasta agentes de hospitalidad que recorren a los invitados VIP alrededor de las instalaciones. Sin embargo, la utilidad de los productos de ACS Custom se extiende mucho más allá de la pista de carreras: “Dondequiera que haya un entorno de ruido, nuestros productos pueden ofrecer una solución”, dice Shiach. Y muchos de nuestros productos aún no existen. Es realmente emocionante tener esta tecnología a nuestro alcance para poder satisfacer las necesidades de nuestros clientes”.

Prototipado y producción a máxima velocidad

ACS Custom utiliza su flujo de trabajo digital tanto para la creación de prototipos como para la producción de piezas. La compañía está explorando continuamente nuevas aplicaciones para sus impresoras independientes Figure 4, y ha tenido éxito con una variedad de carcasas para placas de PC y auriculares, así como conectores y adaptadores para auriculares. Las características impresas que ACS Custom logra también demuestran la amplitud de las capacidades de esta tecnología de fabricación, con espesores de pared de 0,3 milímetros a 1 milímetro, superficies lisas, superficies moleteadas e incluso roscados finos y funcionales. “Estamos usando las impresoras prácticamente a tiempo completo y los componentes son fantásticos”, dice Shiach. “La calidad, la repetibilidad, los materiales, todo fantástico”.

Además de las aplicaciones de producción directa, ACS Custom utiliza sus impresoras 3D para la fundición de cáscara de huevo. Esta técnica aprovecha la capacidad de imprimir paredes ultrafinas con la Figure 4 para crear moldes para inyectar silicona con material de la Figura 4 EGGSHELL-AMB 10. Una vez inyectado, el molde impreso en 3D se puede romper y pelar como una cáscara de huevo para revelar una pieza de silicona que ACS Custom post-procesa, marca y termina.

Más allá de la eficiencia del flujo de trabajo digital, Dan Bennett, director técnico de ACS Custom, dice que la tecnología permite a la compañía abordar proyectos más grandes y complicados de lo que podía antes: “Ahora podemos imprimir geometrías dentro de los moldes de silicona, mientras que antes tendríamos que perforarlo todo a mano. Además, la precisión dimensional de la impresora Figure 4 garantiza que no tengamos que hacer tantas iteraciones o crear tolerancias en las piezas”.

La velocidad y la precisión permiten la innovación

3D Systems Figure 4 Standalone utiliza una membrana sin contacto que construye piezas proyectando capas de diseño completas. Además de ofrecer una calidad de superficie excepcional, este proceso reduce drásticamente el tiempo total de impresión para un tiempo de entrega más rápido. “La velocidad es una de las mejores cosas de estas impresoras”, dice Bennett. “Me permite hacer cinco o seis revisiones en un día si lo necesito, en lugar de esperar horas para un solo trabajo de impresión como he experimentado en otros sistemas”.

La combinación de la precisión de la Figure 4 con las propiedades de los materiales de 3D Systems hace posible que ACS Custom haga la transición a la producción de piezas finales utilizando el mismo sistema ya implementado para la creación de prototipos. Para las piezas de producción final en negro, ACS Custom utiliza Figure 4 PRO-BLK 10, un material de alta precisión y grado de producción con estabilidad ambiental a largo plazo y comportamiento termoplástico. Las impresoras 3D de plástico de 3D Systems también incluyen el software 3D Sprint® como parte de una solución completa de fabricación aditiva. 3D Sprint es un software de fabricación aditiva todo en uno que permite la optimización, preparación e impresión de archivos con un conjunto de características avanzadas para diseño, corrección de archivos, análisis y más.

“3D Sprint es muy intuitivo en términos de diseño, y las características de soporte son realmente buenas”, dice Bennett. “Cuando la calidad de la superficie exterior es importante, podemos reducir el tamaño del punto de contacto y la posición de los soportes con mucha precisión”.

Using 3D Sprint to plan a production run on Figure 4 Standalone

El proceso digital protege la vida útil de la compra, impulsa la innovación

El uso de un flujo de trabajo digital por parte de ACS Custom brinda a la empresa y a sus clientes la seguridad en cualquier momento de que los productos perdidos o dañados pueden reemplazarse con precisión según las especificaciones originales. Esta es una ventaja sobre las alternativas de producción tradicionales para productos personalizados, como las metodologías manuales. “ACS Custom le ofrece un producto hecho a medida que ofrece una comodidad, ajuste y estanqueidad de sonido superiores con un archivo perfectamente reproducible”, dice Shiach. “Si hiciéramos esto a mano y alguna vez necesitaras un reemplazo, nunca sería idéntico al que perdiste. Con la impresión 3D, podemos recrear absolutamente el mismo artículo”.

Más allá de beneficiar a los clientes de ACS Custom, Bennett dice que el flujo de trabajo digital impulsa el éxito empresarial: “Gracias a la tecnología 3D que estamos utilizando, estamos a la vanguardia de nuestra industria. Nos permite mantenernos por delante de la competencia innovando y creando nuevos productos”.

Dispositivo de diagnóstico rápido desarrollado con la Figura 4 Independiente

Producto: Impresión DLP
Industria: Electrónica y Semiconductores

El repentino y alarmante aumento global del COVID-19 ha puesto de relieve la importancia de una detección de enfermedades accesible y rápida. La capacidad de realizar pruebas de detección de enfermedades no sólo permite una mejor contención para evitar una mayor propagación, sino que también permite a los epidemiólogos reunir más información para comprender mejor una amenaza que de otro modo era invisible y misteriosa. Desde los medios reveladores de transmisión hasta las tasas de infección, la importancia de las pruebas para las enfermedades infecciosas se ha sentido en todo el mundo.

Un equipo de investigadores del Imperial College de Londres, dirigido por el Dr. Pantelis Georgiou, está abordando este problema de frente con un proyecto llamado Lacewing para la detección de patógenos. Ofreciendo resultados en 20 minutos desde una aplicación de teléfono inteligente sincronizada con un servidor en la nube, Lacewing hace que las pruebas de enfermedades sean portátiles, incluido SARD-CoV-2-RNA, y automatiza el seguimiento de la progresión de la enfermedad a través del geoetiquetado. Es una sofisticada plataforma de “laboratorio en un chip” que promete llenar las brechas de acceso e información en el mundo del diagnóstico mediante la combinación de biología molecular y tecnología de vanguardia. Mientras que otras tecnologías de diagnóstico requieren equipos ópticos grandes y costosos, el método de detección eléctrica y el pequeño tamaño de Lacewing es una verdadera evolución en el enfoque.

La clave entre las tecnologías detrás de Lacewing es 3D Systems Figura 4® impresora 3D independiente y materiales de grado de producción con capacidad biocompatible. Utilizado tanto para la creación de prototipos como para la producción de microfluídica y componentes funcionales, el estudiante de doctorado y asistente de investigación del Imperial College Matthew Cavuto dice que los componentes clave de Lacewing se diseñaron en función de las capacidades que sabía que tenía con la Figura 4. “La microfluídica es algo complicado, y la fabricación se ha realizado tradicionalmente a través de procesos de sala limpia lentos, costosos e intensivos en mano de obra”, dice Cavuto. “Con la Figura 4, ahora podemos imprimir rápidamente piezas con complejos canales fluídicos 3D internos para transportar fluido de muestra a diferentes áreas de detección en el chip, mejorando en gran medida nuestras capacidades de producción microfluídica”.

Tan crítico como el elemento de diseño es para este proyecto, es sólo una pieza de una solución altamente sofisticada. Más allá de la complejidad de la pieza y la fidelidad de detalle que permite la Figura 4 de 3D Systems, esta solución de impresión 3D ha ayudado al equipo de investigación a través de la velocidad de impresión, la calidad de impresión y las opciones de materiales biocompatibles.

Microfluidics cartridge for Lacewing diagnostics device 3D printed using Figure 4

Iteraciones rápidas para responder a la necesidad de pruebas de COVID-19

La plataforma Lacewing ha estado en desarrollo durante un poco más de dos años, y es una prueba de diagnóstico molecular que funciona mediante la identificación del ADN o ARN de un patógeno dentro de una muestra de paciente. Este tipo de pruebas permite determinar no solo si alguien está infectado con una determinada enfermedad (dengue, malaria, tuberculosis, COVID-19, etc.), sino en qué grado, lo que proporciona más información sobre la gravedad de los síntomas.

Antes del brote de COVID-19, el impulso para esta prueba era permitir pruebas portátiles en áreas remotas del mundo. Aunque la portabilidad a menudo se da por sentado en la era de los teléfonos inteligentes, el diagnóstico molecular tradicionalmente ha requerido piezas grandes y costosas de equipos de laboratorio. Lacewing ha reemplazado la técnica óptica anterior por una eléctrica que utiliza microchips, y ha sido rápidamente prototipada, iterada y producida utilizando los materiales independientes y biocompatibles de la Figura 4. Cada cartucho microfluídico lacewing es de aproximadamente 30 mm x 6 mm x 5 mm, impreso en capas de 10 micras.

A medida que el equipo de investigación comenzó a adaptar la prueba para responder a las necesidades globales de pruebas de COVID-19, comenzó a imprimir nuevos diseños casi a diario. Para esto, Cavuto dijo que la velocidad de la máquina era un gran beneficio. “En un momento dado, pude imprimir y probar tres versiones de un componente en particular en un solo día con la Figura 4”, dice. Esta capacidad de iterar rápidamente los diseños ha eliminado la fricción de probar algo nuevo, y la experimentación resultante y el aumento de la recopilación de información ha llevado a mejoras en el sistema en general. “Hemos pasado fácilmente por 30 versiones en los últimos 2 meses”, dice Cavuto.

El equipo diseña todas sus partes en SOLIDWORKS y utiliza el software 3D Sprint® para configurar cada compilación. 3D Sprint es un software todo en uno de 3D Systems para preparar, optimizar y administrar el proceso de impresión 3D, y ha sido útil para el equipo de investigación en la búsqueda y resolución de problemas inesperados. “Ocasionalmente obtendremos un error STL que 3D Sprint puede resolver para nosotros en la pestaña de preparación”, dice Cavuto.

Después de haber trabajado con muchas impresoras 3D diferentes en el pasado, Cavuto dice que la Figura 4 es diferente porque hay menos barreras para la impresión en términos de tiempo, costo y calidad. Con otras impresoras, se preguntaría si una impresión valió la pena en términos de tiempo y costo de material, mientras que la Figura 4 ha eliminado esa fricción. “Imprimo una pieza y veo si funciona. Si no es así, rediseño e imprimo de nuevo solo unas horas más tarde”, dice Cavuto. “Soy capaz de iterar muy rápidamente sólo por lo rápido que es la impresora.”

Los materiales verdaderamente biocompatibles no inhiben la reacción química

 Microfluidics cartridge 3D printed in Figure 4 MED-AMB 10

A pesar de las presiones de tiempo para las opciones de pruebas rápidas, la velocidad no fue el factor más importante para el equipo de investigación. Debido a que esta aplicación entra en contacto directo con el ADN, solo es posible con ciertos materiales biocompatibles.

El equipo del Imperial College está utilizando la Figura 4® MED-AMB 10, un material ámbar transparente capaz de cumplir con las normas ISO 10993-5 &-10 de biocompatibilidad (citotoxicidad, sensibilización e irritación)*, y que es esterilizable a través de autoclave. Este material se utiliza para las variedades microfluídicas translúcidas. “La Figura 4 MED-AMB 10 ha mostrado una biocompatibilidad impresionante para nuestras reacciones de PCR”, dice Cavuto. “Muchos materiales que hemos probado en el pasado los han inhibido, pero la Figura 4 MED-AMB 10 ha mostrado una baja interacción con nuestra química de reacción”. Esto es fundamental para todo el proyecto, ya que cualquier interferencia de los materiales de producción podría retrasar o impedir que ocurra la reacción prevista.

Uso de la diversa cartera de materiales de la Figura 4

El equipo no solo está utilizando la Figura 4 MED-AMB 10 para imprimir los componentes microfluídicos para Lacewing, sino que también está utilizando la Figura 4® PRO-BLK-10, un material rígido y resistente al calor de grado de producción, para el gabinete del dispositivo, y la Figura 4® RUBBER-65A BLK, un material elastomérico recién liberado, para juntas a través del dispositivo. Una parte de Lacewing está incluso hecha de la Figura 4® FLEX-BLK 20, un material con el aspecto y la sensación de polipropileno de producción. Además de la electrónica y algo de hardware, casi todo el dispositivo se produce actualmente utilizando el sistema de la Figura 4.

Totalmente limpiado y postprocesado en menos de 20 minutos

Una superficie limpia y lisa es fundamental para la funcionalidad final de los cartuchos lacewing. Por esta razón, el equipo de investigación está renunciando a cualquier capacidad de anidamiento o apilamiento de la Figura 4 para imprimir los cartuchos en capas individuales. Como el proyecto todavía está en la fase de diseño, el equipo aún no ha cargado completamente la placa de construcción, pero estima una construcción máxima de aproximadamente treinta cartuchos microfluídicos a la vez.

Dadas las sensibilidades de la aplicación, el postprocesamiento es fundamental. Una vez impresas, las piezas se lavan en un baño IPA, se curan, se lijan y se lavan de nuevo para garantizar que las piezas estén libres y libres de residuos o partículas de lijado. “Queremos evitar la contaminación a toda costa”, dice Cavuto. “Asegurarse de que las piezas estén limpias y esterilizadas es importante para una reacción exitosa y un diagnóstico preciso”.

En total, Cavuto estima que el post-procesamiento toma menos de veinte minutos, y muchas partes pueden pasar por el proceso a la vez.

Rapid diagnostics device developed using Figure 4 technology at Imperial College London

Nuevas capacidades para el desarrollo y la innovación

“La figura 4 ha cambiado lo que puedo imprimir, o lo que creo que tengo la capacidad de crear”, dice Cavuto. “En términos de resolución, velocidad, calidad de la superficie, rango de materiales y biocompatibilidad, no hay nada que se compare con la Figura 4, y probablemente he utilizado todos los tipos de impresoras 3D que pueda imaginar”.

El equipo de investigación del Imperial College planea que la prueba de COVID-19 sea validada pronto con el Servicio Nacional de Salud del Reino Unido (NHS), allanando el camino para la producción a escala en los próximos seis meses. Para obtener un vistazo completo a cómo funciona Lacewing, explore esta página de información del equipo de investigación del Imperial College.

La certificación NX mejora el dominio del diseño en ASML

Producto: NX CAD
Industria: Electrónica y Semiconductores

El fabricante líder de máquinas de litografía utiliza la certificación para trabajar de manera más eficaz y mejorar la calidad con NX CAD

Desarrollo de conocimientos y habilidades

Los empleados son el verdadero capital de cada empresa. Aprovechar al máximo este capital requiere un desarrollo continuo en todos los aspectos de competencia. La empresa de alta tecnología ASML es más consciente de esto que la mayoría de las otras firmas. Trabajar en el desarrollo del personal para llevar el know-how al más alto nivel posible y mantenerlo allí es una práctica común en ASML. ASML es uno de los principales fabricantes mundiales de equipos de fabricación de chips. La compañía inventa, desarrolla, fabrica y presta servicios de soluciones de litografía, metrología y software de alta tecnología para la industria de semiconductores para permitir semiconductores cada vez más pequeños, más baratos, más potentes y de bajo consumo. Esto se traduce en una electrónica cada vez más potente y capaz que permite el progreso dentro de una multitud de campos, incluyendo la atención médica, la tecnología, las comunicaciones, la energía, la movilidad y el entretenimiento. ASML es una empresa multinacional con más de 70 ubicaciones en 16 países y emplea a más de 14.000 personas. La compañía utiliza el software NX™ del especialista en gestión del ciclo de vida del producto (PLM) Siemens Digital Industries Software para el diseño asistido por ordenador (CAD).

Evaluación

El desarrollo de conocimientos abarca más que la experiencia tradicional, también incorpora conocimientos sobre el software utilizado en el desarrollo de productos. Pero, ¿cómo determinan las empresas si el conocimiento adecuado está disponible y si se está aplicando? “El conocimiento y la habilidad son influyentes de dos maneras importantes”, dice Denis Loncke, líder del grupo, desarrollo mecánico de las etapas de oblea, ASML. “En primer lugar, ayudan a los usuarios a realizar sus tareas más rápido y, en segundo lugar, mejoran la calidad y estabilidad de los datos CAD de NX, incluidos modelos, ensamblajes y dibujos.” Las máquinas ASML son utilizadas en la mayor medida posible y mantenidas actualizadas por los expertos en tecnología ASML durante su vida útil. “Eso significa que los datos CAD de NX tienen que ser rápidamente comprensibles para todos los ingenieros. Esto se logra a través de un proceso estructurado y el uso correcto del software de diseño NX”, señala Loncke.

Para determinar si los conocimientos y las habilidades están en un nivel suficientemente alto y se aplican correctamente, ASML necesitaba un método de medición. “A nuestro gerente de capacitación de Siemens Digital Industries Software se le ocurrió la idea de introducir la certificación”, dice Loncke. “Pensamos que un examen sería demasiado percibido como una revisión del rendimiento.” En su lugar, la alta dirección de ASML quería ayudar a los empleados a desarrollarse y progresar dentro de la organización. Los estudios de caso que permiten a los empleados obtener la certificación son desarrollados conjuntamente por el personal de capacitación de Siemens Digital Industries Software y los ingenieros clave de ASML. Estos incorporan características de software específicas que ASML utiliza a diario. Las matrices de evaluación de habilidades también están escritas enteramente en colaboración para eliminar diferentes interpretaciones de la evaluación.

Admisión de certificación para formación

“Para un proyecto piloto inicial, nueve ingenieros fueron invitados a participar en un proceso de certificación”, dice Loncke. “Los resultados variaron mucho y, en algunos casos, fueron realmente subestándales. Sin embargo, siempre fue evidente para los participantes que el resultado en sí mismo no era pertinente. Sirve como una ingesta, de modo que se puede proporcionar una formación adecuada para el desarrollo centrado de los conocimientos y habilidades.” Los ejercicios de certificación y las matrices de evaluación se dividen en una serie de módulos: Teamcenter® integración de software para NX, modelado NX, ensamblajes NX y redacción NX. Cada usuario debe anotar un número mínimo de puntos en cada módulo. Si no se logra la puntuación mínima, se requiere entrenamiento.

Dado que los roles dentro de los proyectos pueden variar fuertemente, aproximadamente 750 empleados de ASML serán elegibles para la certificación. Los usuarios NX restantes trabajan en el nivel de concepto y no crean datos NX CAD utilizados en el desarrollo de productos.

Siemens Digital Industries Software atención total

El procesamiento de estos números requiere un esfuerzo considerable. “Dentro de ASML, nos encargamos de coordinar la certificación del personal interno”, dice Loncke. “Propusimos una fecha a todos en la que pudieran tomar la certificación de tres horas y media, dentro de un plazo de cuatro semanas. Se requería cierta flexibilidad, pero todos los involucrados hicieron todo lo posible para que esto funcionara”. Como resultado, toda la certificación podría completarse en el corto período comprendido entre octubre de 2013 y abril de 2014. La certificación de las llamadas empresas “farm-out” comenzó en abril de 2014. Estas empresas agrícolas se encargan de ciertas tareas de desarrollo para ASML. Siemens Digital Industries Software es responsable de toda planificación e implementación, incluidos los acuerdos financieros. “Siemens Digital Industries Software nos ha quitado mucho trabajo de las manos”, dice Loncke.

Los requisitos de formación se cumplen con la oferta de formación estándar de Siemens Digital Industries Software. No se incluyen componentes específicos de ASML. Muchas empresas agrícolas han estado pidiendo la certificación de los empleados por su propia voluntad en un enfoque proactivo que enfatiza la calidad de su cooperación con ASML.

Procesos de aseguramiento e inserción

La certificación única no es suficiente para proteger e integrar prácticas y conocimientos en la organización. “No revisaremos la producción diaria de los ingenieros para ver si funcionan de acuerdo con los procesos definidos”, dice Loncke. “Estas deben ser de segunda naturaleza. Con las herramientas de validación de NX Checkmate, tenemos un modelo de control disponible, pero esto está orientado al cumplimiento de estándares de modelos y dibujos. Garantizar que los procesos están completamente integrados se llevará a cabo repitiendo la certificación cada dos años.”

Las reacciones de los participantes y la gestión han sido extremadamente positivas. Incluso los usuarios muy experimentados que se entrenaron para pasar la prueba de certificación comentaron que habían aprendido mucho. “Ciertas personas obtuvieron una puntuación del 100% en todas las áreas”, dice Loncke. “Han sido alabados por esto. Sus conocimientos y habilidades de NX encajan perfectamente con el trabajo que tienen que hacer”.

Actualización más rápida a nuevas versiones

Las respuestas de los participantes en la certificación también han incluido propuestas de mejora de la implementación de nuevas versiones de NX dentro de ASML. Además, también se ha recopilado la entrada sobre el funcionamiento de NX. Esta aportación ha sido evaluada por los representantes de Siemens Digital Industries Software y abordada en el desarrollo de NX.

Beneficios de productividad

El beneficio clave de la certificación es el aumento de la productividad. “Ya conocíamos los indicadores antes y después de la certificación del piloto”, dice Loncke. “Después de la capacitación y la recertificación, los ingenieros eran un 50 por ciento más eficientes con NX y Teamcenter.” Esa métrica se derivó específicamente de ejercicios no realizados a tiempo y del uso de soluciones prolongadas. “Después del entrenamiento, los ejercicios se completaron dentro del tiempo asignado y los ingenieros fueron directos a la mejor solución usando las características correctas”, continúa Loncke. “Hemos calculado el retorno de la inversión y hemos llegado a un caso de negocio que apoya inequívocamente el valor de la formación”.

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